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1、教学专题一 高中生物蛋白质的相关计算第1页，本讲稿共20页专题一蛋白质的相关计算技法点拨专题集训第2页，本讲稿共20页第3页，本讲稿共20页 与蛋白质相关的计算题，题型较多，难度较大。但总体上可分为三种与蛋白质相关的计算题，题型较多，难度较大。但总体上可分为三种类型，且每类题型都有相应解题策略。如下表：类型，且每类题型都有相应解题策略。如下表：题题目目类类型型解解题题策略策略有关蛋白有关蛋白质质的相的相对对分子分子质质量、氨基量、氨基酸数、氨基数、酸数、氨基数、羧羧基数、基数、肽链肽链数、数、肽键肽键数、脱水数的数、脱水数的计计算算列方程求解列方程求解蛋白蛋白质质(或多或多肽肽)中原子数中原子
2、数计计算算用原子守恒解答用原子守恒解答多多肽肽种种类计类计算算用数学中用数学中“排列排列组组合合”解答解答第4页，本讲稿共20页一、蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水一、蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水 数及蛋白质的相对分子质量的计算数及蛋白质的相对分子质量的计算知识必备知识必备 可将肽链看作可将肽链看作“C”与与“CONH”交替连接构成的基交替连接构成的基本骨架，在本骨架，在“C”上连接着上连接着R基和基和H，在肽链的两端分别游离着，在肽链的两端分别游离着“NH2”和和“COOH”，如下图所示：，如下图所示：第5页，本讲稿共20页规律方法规律方法 结合上面的示意图，可以
3、得出如下规律：结合上面的示意图，可以得出如下规律：(1)缩合时脱去的水分子数肽键数氨基酸数肽链数。缩合时脱去的水分子数肽键数氨基酸数肽链数。(2)蛋白质中氨蛋白质中氨(羧羧)基数肽链数基数肽链数R基上的氨基上的氨(羧羧)基数各基数各 氨基酸中氨氨基酸中氨(羧羧)基的总数肽键数。基的总数肽键数。注意：如果不考虑注意：如果不考虑R基上的氨基上的氨(羧羧)基数，一条多肽链中，基数，一条多肽链中，至少含有一个氨至少含有一个氨(羧羧)基；若蛋白质分子由多条肽链构成，基；若蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的氨则至少含有的氨(羧羧)基数等于肽链数。基数等于肽链数。第6页，本讲稿共20页(3)蛋白质的相对
4、分子质量氨基酸总相对分子质量蛋白质的相对分子质量氨基酸总相对分子质量(氨基酸氨基酸 个数个数氨基酸平均相对分子质量氨基酸平均相对分子质量)失水量失水量(18脱去的水分脱去的水分 子数子数)。注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现 二硫键二硫键(SS)时，要再减去时，要再减去2(即两个即两个H)。(4)若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行 相关计算。相关计算。第7页，本讲稿共20页例例1(2012衡水质检衡水质检)已知氨基酸的平均相对分子质量为已知氨基酸的平均相对分子质量为128
5、，测得，测得某蛋白质的相对分子质量为某蛋白质的相对分子质量为5 646，则组成该蛋白质的氨基酸数、肽，则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数以及至少游离的氨基数分别为链数以及至少游离的氨基数分别为()A51、1、51B51、2、2C51、2、51 D44、2、2第8页，本讲稿共20页解析解析解题时可采用解题时可采用“列方程求解列方程求解”的方法。设氨基酸数为的方法。设氨基酸数为n，肽链，肽链数为数为x，则，则n1285 646(nx)18，化简得，化简得110n18x5 646。当当x1时，时，n51.16；当；当x2时，时，n51。因此只有。因此只有B、C项的数值项的数值符合氨基酸数和肽链数。又知
6、两条肽链上至少游离着符合氨基酸数和肽链数。又知两条肽链上至少游离着2个氨基，个氨基，故故B项正确。项正确。答案答案B第9页，本讲稿共20页二、多肽中各原子数的计算二、多肽中各原子数的计算知识必备知识必备 氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑中，若不考虑R基，至少含有基，至少含有2个碳原子、个碳原子、2个氧原子、个氧原子、4个氢原子和个氢原子和1个氮原子。而脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但个氮原子。而脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。是碳原子、氮原子的数目不会减少。第10
7、页，本讲稿共20页规律方法规律方法(1)碳原子数氨基酸的分子数碳原子数氨基酸的分子数2R基上的碳原子数；基上的碳原子数；(2)氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数 2；(3)氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数；氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数；(4)氮原子数肽链数肽键数氮原子数肽链数肽键数R基上的氮原子数各氨基上的氮原子数各氨 基酸中氮原子的总数；基酸中氮原子的总数；第11页，本讲稿共20页(5)(5)由于由于R R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因 此以氮原子数或氧原子
8、数的计算为突破口，计算氨基此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基 酸的分子式或氨基酸个数最为简便。酸的分子式或氨基酸个数最为简便。第12页，本讲稿共20页第13页，本讲稿共20页第14页，本讲稿共20页解析解析依据题干中提供的信息，可以发现每种氨基酸只有一个依据题干中提供的信息，可以发现每种氨基酸只有一个氨基，故根据该肽链分子式中的氨基，故根据该肽链分子式中的N原子的个数可知，一共由原子的个数可知，一共由6个氨个氨基酸组成，脱水缩合时，将产生基酸组成，脱水缩合时，将产生5个水分子；一种氨基酸至少对应个水分子；一种氨基酸至少对应一种一种tRNA,3种氨基酸至少对应种氨基酸至少对应3种种t
9、RNA；根据元素守恒的规律及脱水；根据元素守恒的规律及脱水缩合的特点，可以缩合的特点，可以O原子个数为依据求出谷氨酸数：设谷氨酸共有原子个数为依据求出谷氨酸数：设谷氨酸共有a个，根据个，根据O元素守恒，元素守恒，13a2625，a3；肽链的主链上一；肽链的主链上一端是一个游离的氨基，另一端是一个游离的羧基，另外端是一个游离的氨基，另一端是一个游离的羧基，另外3个谷氨个谷氨酸的酸的R基上还带有基上还带有3个游离的羧基，因此该肽链上一共有个游离的羧基，因此该肽链上一共有4个游离的个游离的羧基。羧基。答案答案AD第15页，本讲稿共20页三、多肽种类的计算三、多肽种类的计算知识必备知识必备 多肽的不同
10、取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。序。可以借助下面的示意图可以借助下面的示意图(代表要安放的氨基酸的位置代表要安放的氨基酸的位置)，结合，结合数学中数学中“排列组合排列组合”的相关知识，的相关知识，推导出相关的计算规律。推导出相关的计算规律。(以以20种种氨基酸形成的四肽化合物为例氨基酸形成的四肽化合物为例)第16页，本讲稿共20页规律方法规律方法(1)若每种氨基酸数目无限，可形成肽类化合物的种类有若每种氨基酸数目无限，可形成肽
11、类化合物的种类有204 种种(即即1号位置安放氨基酸的情况有号位置安放氨基酸的情况有20种，种，2、3、4号也是号也是 如此，即如此，即20202020204种种)。(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有 (20191817)种种即即1号位置安放氨基酸的情况有号位置安放氨基酸的情况有20种，种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择种中选择即即 (20191817)种种。第17页，本讲稿共20页例例3现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能种氨基酸，它们能形
12、成的三肽种类以及包含形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有种氨基酸的三肽种类分别最多有 ()A9种，种，9种种 B6种，种，3种种C18种，种，6种种 D27种，种，6种种第18页，本讲稿共20页解析解析由上述由上述“规律规律(1)”很容易计算出足量的很容易计算出足量的3种氨基酸构成的三种氨基酸构成的三肽有肽有3327种。对于包含种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解，可借种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图用示意图“”来分析，即第一个位置的氨基酸有来分析，即第一个位置的氨基酸有3种情种情况，第二个位置只能从另况，第二个位置只能从另2种氨基酸中任选种氨基酸中任选1种，第三个位置只能种，第三个位置只能安放剩余的安放剩余的1种，虽然这种，虽然这3种氨基酸足量，但是仍需按种氨基酸足量，但是仍需按“规律规律(2)”计算，即计算，即3216种。种。答案答案D第19页，本讲稿共20页点击此图进入点击此图进入第20页，本讲稿共20页